(57)【要約】    【課題】高いＭＲ比を保持したままで、フリー層の軟磁気特性を改善し、（S／N）の高いＭＲ素子を提供すること。    【解決手段】ピンド層１４０は非磁性導電膜１５０の一面に隣接し、フリー層１６０は、非磁性導電膜１５０の他面に隣接する。フリー層１６０は、第１の膜１６１と、第２の膜１６２と、第３の膜１６３とを含んでいる。第１の膜１６１は、第２の膜１６２と第３の膜１６３の間に配置されている。第２の膜１６２及び第３の膜１６３は、Coを主成分とする。第１の膜１６１は、Fe及びNiを含み、FeNi中のNiが２５〜４５(at％)の範囲にある。【選択図】      図１
2006269563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンド層と、非磁性導電膜と、フリー層とを含む磁気抵抗効果素子であって、
前記ピンド層は、前記非磁性導電膜の一面に隣接し、
前記フリー層は、前記非磁性導電膜の他面に隣接し、第１の膜と、第２の膜と、第３の膜とを含んでおり、
前記第１の膜は、前記第２の膜と前記第３の膜の間に配置されており、
前記第２の膜及び前記第３の膜は、Ｃｏを主成分とし、
前記第１の膜は、Ｆｅ及びＮｉを含み、ＦｅＮｉ中のＮｉが、２５〜４５(at％)の範囲にある、
磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
請求項１に記載された磁気抵抗効果素子であって、前記第１の膜は、膜厚が１ｎｍ以下の範囲にある磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された磁気抵抗効果素子であって、前記第２の膜及び第３の膜は、膜厚が０.５〜１ｎｍの範囲にある磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載された磁気抵抗効果素子であって、前記ピンド層は、シンセティック構造を有する磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載された磁気抵抗効果素子であって、前記ピンド層は、反強磁性膜と隣接している磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載された磁気抵抗効果素子であって、前記フリー層は、前記第１の膜、前記第２の膜及び前記第３の膜の磁化方向が同一方向を向いている磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載された磁気抵抗効果素子であって、
前記ピンド層及び前記非磁導電膜の組み合わせを２つ持ち、
前記フリー層は、前記ピンド層及び前記非磁導電膜の各組み合わせによって挟まれ、両面が前記非磁性導電膜と隣接している、
磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
磁気抵抗効果素子と、スライダとを含む薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気抵抗効果素子は、請求項１乃至７の何れかに記載されたものでなり、
前記スライダは、前記磁気抵抗効果素子を支持する、
薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載された薄膜磁気ヘッドであって、更に書込素子を有する薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】
薄膜磁気ヘッドと、ヘッド支持装置とを含む磁気ヘッド装置であって、
前記薄膜磁気ヘッドは、請求項８または９に記載されたものでなり、
前記ヘッド支持装置は、前記薄膜磁気ヘッドを支持する、
磁気ヘッド装置。
【請求項１１】
磁気ヘッド装置と、磁気ディスクとを含む磁気記録再生装置であって、
前記磁気ヘッド装置は、請求項１０に記載されたものでなり、
前記磁気ディスクは、前記磁気ヘッド装置との協働により、磁気記録の書込及び読み出しを行う、
磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗効果素子（以下ＭＲ素子と称する）は、磁気記憶素子、磁気センサまたは薄膜磁気ヘッドなどに用いられる。ＭＲ素子としては、磁性トンネル接合膜（以下ＴＭＲ膜と称する）及び、スピンバルブ膜（以下ＳＶ膜と称する）を用いた巨大磁気抵抗効果素子（以下ＧＭＲ素子と称する）が知られている。
【０００３】
ＧＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘッドは、特許文献１、２などでよく知られているように、磁化自由層（フリー層）、非磁性導電膜、磁化固着層（ピンド層）および反強磁性膜を含んでいる。
【０００４】
ヘッドの出力等の特性は、非磁性導電膜の薄膜によって仕切られたピンド層の磁化方向とフリー層の磁化方向のなす角度、及び、その軟磁気特性によって決まる。そこで、フリー層を３層構造とし、ＭＲ比の改善及び軟磁気特性の改善を図ろうとする技術が提案されている。特許文献１に記載された技術もその一例である。
【０００５】
また、特許文献２は、第１主強磁性層及び第１界面強磁性層を積層した第１フリー磁性層と、第２主強磁性層及び第２界面強磁性層を積層した第２フリー磁性層との間に非磁性中間層を配置し、非磁性中間層の一面を第１界面強磁性層に隣接させ、他面を第２界面強磁性層に隣接させた構成を開示している。
【０００６】
しかし、特許文献１で知られている技術を適用したとしても、軟磁気特性に影響を与える保磁力Ｈｃの値が、例えば、１８９６(Ａ/ｍ)以上にも達し、高ＭＲ比を維持したままで、保磁力Ｈｃを低下させることが困難であった。保磁力Ｈｃが高いと、必然的にＳ／Ｎ（シグナル／ノイズ）が劣化し、品質の安定したＭＲ素子を、高歩留まりで得ることができない。
【０００７】
また、特許文献２のフリー磁性層はシンセティック構造であり、デュアルタイプのＭＲ素子にこのフリー層を適用する場合、上下のピンド層の磁化方向を互いに反平行にする必要があり、製造プロセスが複雑となる。
【特許文献１】特開２００２−１８５０６０号公報
【特許文献２】特開２００３−３２４２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、高いＭＲ比を保持したままで、フリー層の軟磁気特性を改善し、（Ｓ／Ｎ）の高いＭＲ素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係るＭＲ素子は、ピンド層と、非磁性導電膜と、フリー層とを含む。前記ピンド層は、前記非磁性導電膜の一面に隣接する。前記フリー層は、前記非磁性導電膜の他面に隣接し、第１の膜と、第２の膜と、第３の膜とを含んでいる。前記第１の膜は、前記第２の膜と第３の膜の間に配置されている。前記第２の膜及び前記第３の膜はＣｏを主成分とし、前記第１の膜は、Ｆｅ及びＮｉを含み、ＦｅＮｉ中のＮｉが、２５〜４５(at％)の範囲にある。
【００１０】
本発明に係るＭＲ素子は、ピンド層と、非磁性導電膜と、フリー層とを含む。即ち、ＧＭＲ素子である。ピンド層は、反強磁性膜と隣接して交換結合を生じ、磁化方向がピン止め（固定）される。非磁性導電膜は、ピンド層の一面に隣接しており、フリー層は非磁性導電膜の他面と隣接している。
【００１１】
上記のＧＭＲ素子において、フリー層の磁化方向が外部磁界に応答して回転したとき、ピンド層の固定された磁化方向に対するフリー層の磁化方向の回転角度に応じて、ＧＭＲ素子の抵抗値が大きく変化する。薄膜磁気ヘッド等の出力等の特性は、非磁性導電膜によって仕切られたピンド層の磁化方向とフリー層の磁化方向のなす角度によって決まる。
【００１２】
フリー層は、第１の膜と、第２の膜と、第３の膜とを含んでいる。第１の膜は、第２の膜と第３の膜の間に配置されている。ここで、本発明の特徴として、第２の膜及び第３の膜は、Ｃｏを主成分とし、第１の膜は、Ｆｅ及びＮｉを含み、ＦｅＮｉ中のＮｉが、２５〜４５(at％)の範囲にある。この膜組成によると、高いＭＲ比を保持したままで、フリー層の軟磁気特性を改善し、Ｓ／Ｎを改善したＭＲ素子を得ることができる。
【００１３】
好ましくは、フリー層に含まれる第１の膜は、膜厚が１ｎｍ以下の範囲にある。このような薄い膜厚に選定することにより、第１の膜は、Ｆｅ及びＮｉを含み、ＦｅＮｉ中のＮｉを２５〜４５(at％)の範囲に設定したことと相まって、ＭＲ比が１７〜１９.４（％）の高い値の範囲に収まり、保磁力Ｈｃが３１.６〜５５．３（Ａ/ｍ）の低い値に収まるようになる。
【００１４】
フリー層の膜構造について、３層膜構造を有する従来技術の場合、ＦｅＮｉ中のＮｉを、８０(at％)以上に設定するのが一般的であり、この場合の保磁力Ｈｃは、７９０〜１９７５（Ａ/ｍ）の値になる。この結果から、本発明の著しい優位性が理解できよう。
【００１５】
本発明に係るＭＲ素子において、フリー層は、第１の膜、第２の膜及び第３の膜の磁化方向が同一方向を向いている。つまり、シンセティック．フリー構造ではない。
【００１６】
本発明に係るＭＲ素子は、デュアルタイプであってもよい。デュアルタイプのＭＲ素子では、ピンド層は２つであり、非磁性導電膜も２つである。
【００１７】
第１のピンド層と第１の非磁性導電膜は、互いに隣接し、第２のピンド層と第２の非磁性導電膜は、互いに隣接する。フリー層は、第１の非磁性導電膜と第２の非磁性導電膜とによって挟まれている。
【００１８】
本発明は、更に上述したＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置についても開示する。
【発明の効果】
【００１９】
以上述べたように、本発明によれば、高いＭＲ比を保持したままで、フリー層の軟磁気特性を改善し、Ｓ／Ｎの高いＭＲ素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することができる。
【００２０】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は単なる例示に過ぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
１．ＭＲ素子
図１は本発明に係るＭＲ素子の膜構造を示す図である。図示は、ピンド層１４０と、反強磁性膜１３０と、非磁性導電膜１５０と、フリー層１６０とを含むＧＭＲ素子を示している。反強磁性膜１３０は、絶縁体１１０の表面に付着された下地膜（Buffer)１２０の一面に隣接して設けられている。図示実施例において、反強磁性膜１３０はＩｒＭｎ膜によって構成され、下地膜１２０はＮｉＣｒなどで構成されている。
【００２２】
ピンド層１４０は、第１の強磁性膜１４１と、第２の強磁性膜１４３と、非磁性金属膜１４２とを含んでいる。第１の強磁性膜１４１は、一面が反強磁性膜１３０と隣接して交換結合を生じる。第２の強磁性膜１４３は、一面が非磁性導電膜１５０の一面と隣接している。第２の強磁性膜１４３は、実施例では、ＣｏＦｅによって構成されている。第１の強磁性膜１４１も同じＣｏＦｅで構成されている。この構造により、シンセティック．ピンド構造が得られる。
【００２３】
非磁性金属膜１４２は、一面が第２の強磁性膜１４３の他面に隣接し、他面は、第１の強磁性膜１４１に隣接している。第１の強磁性膜１４１及び第２の強磁性膜１４３は、磁化方向が、非磁性金属膜１４２を介して、互いに反平行になるように交換結合している。また、第１の強磁性膜１４１と反強磁性膜１３０との間には、第１の強磁性膜１４１を一方向に固定するように交換結合が生じているため、第１の強磁性膜１４１の磁化はＭ１１方向に固着され、第２の強磁性膜１４３の磁化は、磁化Ｍ１１とは反平行になるように磁化Ｍ１２され、ピン止めされる。非磁性金属膜１４２は、ルテニウムＲｕによって構成される。
【００２４】
非磁性導電膜１５０は、一面が第２の強磁性膜１４３に隣接している。フリー層１６０は、一面が非磁性導電膜１５０の他面と隣接している。図示実施例のフリー層１６０は、ＦｅＮｉで成る第１の膜１６１と、ＣｏＦｅでなる第２の膜１６２と、ＣｏＦｅでなる第３の膜１６３の積層膜でなり、第２の膜１６２が非磁性導電膜１５０に隣接している。フリー層１６０の表面は、Ｔａなどで成る保護膜（Cap)１７０によって覆われている。
【００２５】
非磁性導電膜１５０、ピンド層１４０及び反強磁性膜１３０の膜構造及び組成材料等については、既に知られている技術を適用できる。一例をあげると、ピンド層１４０は、例えば、ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＣｏ、ＣｏＦｅ等で構成され、反強磁性膜１３０は、ＦｅＭｎ、ＭｎＩｒ、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎ、ＰｔＭｎＣｒなどによって構成される。非磁性導電膜１５０は、Ｃｕ等を主成分とする導電性材料で構成される。
【００２６】
上記のＧＭＲ素子において、フリー層１６０の磁化方向が外部磁界に応答して回転したとき、ピンド層１４０において、第２の強磁性膜１４３の固定された磁化Ｍ１２の方向に対するフリー層１６０の磁化方向の回転角度に応じて、ＧＭＲ素子の抵抗値が大きく変化する。薄膜磁気ヘッド等の出力等の特性は、非磁性導電膜１５０によって仕切られたピンド層１４０のピン止めされた磁化Ｍ１２の方向と、フリー層１６０の磁化方向のなす角度によって決まる。
【００２７】
また、ピンド層１４０が、第１の強磁性膜１４１／非磁性金属膜１４２／第２の強磁性膜１４３のシンセティック・ピンド構造となるから、第１の強磁性膜１４１と、第２の強磁性膜１４３との間に強い交換結合を与え、反強磁性膜１３０からの交換結合力を実効的に増大させることができる。このシンセティック・ピンド構造では漏洩磁界を原理的にはゼロにできるので、動作点の確保が容易である。
【００２８】
本発明の特徴的な構成として、フリー層１６０を構成する第１の膜１６１は、Ｆｅ及びＮｉを含み、ＦｅＮｉ中のＮｉが、２５〜４５(at％)の範囲にある。上記の膜組成によると、高いＭＲ比を保持したままで、フリー層１６０の軟磁気特性を改善したＭＲ素子を得ることができる。
【００２９】
好ましくは、第１の膜１６１は、膜厚が１ｎｍ以下の範囲にある。このような薄い膜厚に選定することにより、第１の膜１６１について、ＦｅＮｉ中のＮｉを２５〜４５(at％)の範囲に設定したことと相まって、ＭＲ比を高い値に維持しつつ、フリー層１６０の保磁力Ｈｃを従来よりも著しく低下させることができる。第２の膜１６１及び第３の膜１６３の膜厚は、０.５〜１ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００３０】
本発明に係るＭＲ素子において、フリー層１６０は、第１の膜１６１、第２の膜１６２及び第３の膜１６３の磁化方向が同一方向を向いていること、つまり、シンセティック．フリー構造ではない。
【００３１】
本発明に係るＭＲ素子は、デュアルタイプであってもよい。次に、デュアルタイプのＭＲ素子の具体例について、図面を参照して説明する。
【００３２】
図２はデュアルタイプのＭＲ素子の膜構造を示す図である。デュアルタイプのＭＲ素子は、第１のピンド層１４０と、第２のピンド層１８０との２つのピンド層、及び、第１の非磁性導電膜１５０と、第２の非磁性導電膜１５１との２つの非磁性導電膜を有している。
【００３３】
第１のピンド層１４０は、一面が第１の非磁性導電膜１５０の一面に隣接し、第１の非磁性導電膜１５０の他面にフリー層１６０の一面が隣接し、更に、フリー層１６０の他面に、第２のピンド層１８０の一面が隣接している。
【００３４】
第１のピンド層１４０及び第２のピンド層１８０は、図２に示した膜構造を有する。まず、第１のピンド層１４０は、第１の強磁性膜１４１と、第２の強磁性膜１４３と、非磁性金属膜１４２とを含んでいる。第１の強磁性膜１４１は、一面が反強磁性膜１３０の一面と隣接して交換結合を生じる。第１の強磁性膜１４１の磁化方向は、反強磁性膜１３０との交換結合によってＭ１１方向に固着される。
【００３５】
第１の強磁性膜１４１の他面には、非磁性金属膜１４２の一面が隣接し、非磁性金属膜１４２の他面には、第２の強磁性膜１４３の一面が隣接し、第２の強磁性膜１４３の他面には非磁性導電膜１５０の一面が隣接している。この構造により、第１の強磁性膜１４１及び第２の強磁性膜１４３は、非磁性金属膜１４２を介して、磁化方向が、互いに反平行になるように交換結合する。ここで、第１の強磁性膜１４１の磁化方向が反強磁性膜１３０によってＭ１１方向に固着されているため、第２の強磁性膜１４３は、非磁性金属膜１４２を介して、Ｍ１１方向とは反平行となるＭ１２方向にピン止めされる。
【００３６】
第２のピンド層１８０も第１のピンド層１４０と同様の構造を持つ。即ち、第２のピンド層１８０は、第３の強磁性膜１８１と、第４の強磁性膜１８３と、非磁性金属膜１８２とを含んでいる。第３の強磁性膜１８１は、一面が反強磁性膜１３１の一面と隣接して交換結合を生じる。第３の強磁性膜１８１の磁化方向は、反強磁性膜１３１との交換結合によってＭ２１方向に固着される。
【００３７】
第３の強磁性膜１８１の他面には、非磁性金属膜１８２の一面が隣接し、非磁性金属膜１８２の他面には、第４の強磁性膜１８３の一面が隣接し、第４の強磁性膜１８３の他面には非磁性導電膜１５１の一面が隣接している。この構造により、第３の強磁性膜１８１及び第４の強磁性膜１８３は、非磁性金属膜１８２を介して、磁化方向が、互いに反平行になるように交換結合する。ここで、第３の強磁性膜１８１の磁化方向が反強磁性膜１３１によってＭ２１方向に固着されているため、第４の強磁性膜１８３は、非磁性金属膜１８２を介して、Ｍ２１方向とは反平行となるＭ２２方向にピン止めされる。
【００３８】
上記のデュアルタイプのＧＭＲ素子において、フリー層１６０の磁化方向が外部磁界に応答して回転したとき、第１のピンド層１４０及び第２のピンド層１８０において、第２の強磁性膜１４３及び第４の強磁性膜１８３の固定された磁化Ｍ１２、Ｍ２２の方向に対するフリー層１６０の磁化方向の回転角度に応じて、ＧＭＲ素子の抵抗値が大きく変化する。薄膜磁気ヘッド等の出力等の特性は、第１のピンド層１４０の磁化Ｍ１２、及び、第２のピンド層１８０の磁化Ｍ２２の方向と、フリー層１６０の磁化方向のなす角度によって決まる。
【００３９】
第１のピンド層１４０において、第１の強磁性膜１４１／非磁性金属膜１４２／第２の強磁性膜１４３のシンセティック・ピンド構造となる。このため、第１の強磁性膜１４１と、第２の強磁性膜１４３との間に強い交換結合を与え、反強磁性膜１３０からの交換結合力を実効的に増大させることができる。
【００４０】
第２のピンド層１８０においても、第３の強磁性膜１８１／非磁性金属膜１８２／第４の強磁性膜１８３のシンセティック・ピンド構造となる。このため、第３の強磁性膜１８１と、第４の強磁性膜１８３との間に強い交換結合を与え、反強磁性膜１３１からの交換結合力を実効的に増大させることができる。
【００４１】
デュアルタイプのＭＲ素子においても、フリー層１６０を構成する第１の膜１６１は、Ｆｅ及びＮｉを含み、ＦｅＮｉ中のＮｉが、２５〜４５(at％)の範囲に設定する。また、第１の膜１６１は、膜厚が１ｎｍ以下の範囲に設定する。このような薄い膜厚に選定することにより、第１の膜１６１について、ＦｅＮｉ中のＮｉを２５〜４５(at％)の範囲に設定したことと相まって、ＭＲ比が１７〜１９.４（％）の高い値の範囲に収まり、保磁力Ｈｃが３１．６〜５５．３（Ａ/ｍ）の低い値に収まるようになる。
【００４２】
フリー層１６０の膜構造について、３層膜構造を有する従来技術の場合、ＦｅＮｉ中のＮｉを、８０(at％)以上に設定するのが一般的であり、この場合の保磁力Ｈｃは、７９０〜１９７５（Ａ/ｍ）の値になる。この結果から、本発明の著しい優位性が理解できよう。
【００４３】
次にデータを参照して本発明に係るＭＲ素子の効果を説明する。
＜サンプル１〜２０について＞
図２に示した構造のデュアルタイプのＭＲ素子において、膜構造を次のとおりにした。
下地膜１２０              ；膜厚４ｎｍのNiCr膜
第１の反強磁性膜１３０    ；膜厚７.０ｎｍのIrMn膜
第１のピンド層１４０
第１の強磁性膜１４１；膜厚１.５ｎｍのCoFe膜
非磁性金属膜１４２；膜厚０.８ｎｍのRu膜
第２の強磁性膜１４３；膜厚１.５ｎｍのCoFe膜
第１の非磁性導電膜１５０  ；膜厚１.７ｎｍのCu膜
フリー層１６０
第１の膜１６１；FeNi、膜厚及び組成比については表１参照
第２の膜１６２；CoFe、膜厚及び組成比については表１参照
第３の膜１６３；CoFe、膜厚及び組成比については表１参照
第２の非磁性導電膜１５１  ；膜厚１.７ｎｍのCu膜
第２のピンド層１８０
第３の強磁性膜１８１；膜厚１.５ｎｍのCoFe膜
非磁性金属膜１８２；膜厚０.８ｎｍのRu膜
第４の強磁性膜１８３；膜厚１.５ｎｍのCoFe膜
第２の反強磁性膜１３１    ；膜厚７ｎｍのIrMn膜
上述した膜構成において、フリー層１６０を構成する第１の膜１６１のＮｉ含有量及び膜厚をかえてサンプルを製造した。第２の膜１６２及び第３の膜１６３についても、その膜厚を、表１に示すように変えた。得られたサンプル１〜２０について、ＭＲ比及び保磁力Ｈｃを測定した。得られた測定データを表１に示す。
【００４４】
＜サンプル２１、２２について＞
フリー層１６０における第１の膜１６１のＮｉ含有量を、本発明の範囲外に設定するか、又は、第１の膜１６１の膜厚を本発明の実施例外に設定したほかは、サンプル１〜２０と同様にして、サンプル２１、２２を得た。サンプル２１、２２のＭＲ比及び保磁力Ｈｃを測定した。表１にその結果を示す。
【００４５】
【表１】
2006269563.tif 000003
【００４６】
表１を参照するに、フリー層１６０を構成する第１の膜１６１において、ＦｅＮｉ中のＮｉが、８３(at％)であるサンプル２１、２２は、１７.９（％）、１７.０（％）のＭＲ比を示すものの、保磁力Ｈｃが、それぞれ、１８９６（Ａ/ｍ)、１０６７（Ａ/ｍ)と高く、軟磁気特性が悪い。これは、Ｓ／Ｎに優れたＭＲ素子を量産性よく製造できないことを意味する。
【００４７】
これに対して、第１の膜１６１において、ＦｅＮｉ中のＮｉが、２５〜４５(at％)の範囲にあるサンプル１〜２０は、保磁力Ｈｃが３１．６〜５５．３（Ａ/ｍ)と低い。しかも、第１の膜１６１の膜厚が、１ｎｍ以下の範囲にあるサンプル１〜１７は、ＭＲ比が１７〜１９.４（％）と高い。
【００４８】
以上の結果から、本発明によれば、高いＭＲ比を保持したままで、フリー層１６０の軟磁気特性を改善し、Ｓ／Ｎの高い高品質のＭＲ素子を、歩留まりよく量産できること明らかであり、従来との対比において、本発明の著しい優位性が理解できよう。
【００４９】
次に、Ｓ／Ｎの点から歩留まりの指標となるＳ／Ｎ scatter ratioについて、データを参照して説明する。
【００５０】
前掲の実施例のサンプル３、５、７、８、１１、１２と、比較例のサンプル２２について、サンプル毎にｎ=１００個を準備し、再生出力とＳ／Ｎとの関係を測定した。そして、各再生出力において満たすべきＳ／Ｎの基準値を設定し、この基準値よりも、Ｓ／Ｎの低い個数Ｘと、全数ｎとの比（Ｘ／ｎ）を求め、これをＳ／Ｎ  scatter ratioとした。結果を表２に示す。再生出力はｎ＝１００の平均値である。
【００５１】
【表２】
2006269563.tif 000004
【００５２】
表２のＳ／Ｎ scatter ratioを検討するに、比較例のサンプル２２では、不良品に相当するものが、２８％にも達するのに対し、本発明に係る実施例のサンプル３、５、７、８、１１、１２では、、不良品に相当するものは２〜６(％)の極めて低い数となる。つまり、Ｓ／Ｎの優れたＭＲ素子を、歩留まりよく得ることができるのである。
【００５３】
２．薄膜磁気ヘッド
図３は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面側の平面図、図４は図３に示した薄膜磁気ヘッドの正面断面図、図５は図３、図４に示した薄膜磁気ヘッドの素子部分の拡大断面図である。何れの図面においても、寸法、プロポーション等は、図示の都合上、誇張されまたは省略されている。
【００５４】
図示された薄膜磁気ヘッドは、スライダ基体５と、電磁変換素子４、３０とを含む。スライダ基体５は、例えば、アルティック（Al2O3−TiC）等のセラミック材料からなり、媒体対向面に浮上特性制御用の幾何学的形状を有している。そのような幾何学的形状の代表例として、実施例では、スライダ基体５の基底面５０に、第１の段部５１、第２の段部５２、第３の段部５３、第４の段部５４、及び、第５の段部５５を備える例を示してある。基底面５０は、矢印Ａで示す空気の流れ方向に対する負圧発生部となり、第２の段部５２及び第３の段部５３は、第１の段部５１から立ち上がるステップ状の空気軸受けを構成する。第２の段部５２及び第３の段部５３の表面は、ＡＢＳ１００となる。
【００５５】
第４の段部５４は、基底面５０からステップ状に立ち上がり、第５の段部５５は第４の段部５４からステップ状に立ちあがっている。電磁変換素子４、３０は第５の段部５５に設けられている。
【００５６】
電磁変換素子は、再生素子を構成するＭＲ素子３０と、記録素子４とを含む。記録素子４は、例えば、誘導型磁気変換素子であり、書込用磁極端がＡＢＳ１００に面している。記録素子４は、再生素子を構成するＭＲ素子３０と近接して配置され、保護膜４９によって覆われている。
【００５７】
記録素子４は、下部磁極膜４１と、上部磁極膜４５と、記録ギャップ膜４２と、薄膜コイル４３、４７とを含む。下部磁極膜４１は上部磁極膜４５と磁気的に連結されている。記録ギャップ膜４２は下部磁極膜４１の磁極部分と、上部磁極膜４５の磁極部分との間に設けられている。薄膜コイル４３、４７は下部磁極膜４１及び上部磁極膜４５の間のインナーギャップ内の絶縁膜４８内に、絶縁された状態で配設されている。記録素子４は、上記形態に限定されず、種々の形態をとることができる。
【００５８】
図示実施例において、ＭＲ素子３０のほか、第１のシールド膜４６０、第１、２のギャップ膜４６１、４６２、第２のシールド膜４６３及び絶縁膜４６４を含み、これらは、記録素子４と、スライダ基体５との間に配置されている。ＭＲ素子３０は、図１、２に図示したＳＶ膜を含んでいる。従って、この実施例によれば、図１、２を参照して説明したＭＲ素子の作用効果をすべて得ることができる。
【００５９】
図６は、図１に示したＭＲ素子を用いた場合の実施例である。ＭＲ素子３０は、磁区制御膜３３、３４と、リード電極膜３５、３６とを備えている。リード電極膜３５、３６は磁区制御膜３３、３４の上に設けられる。
【００６０】
磁区制御膜３３、３４は、フリー層を構成する第１の膜１６１〜第３の膜１６３のバルクハウゼンノイズを防止するためのもので、硬磁性膜が用いられるほか、反強磁性膜と強磁性膜との交換結合膜を用いてもよい。リード電極膜３５、３６はセンス電流を供給するためのもので、例えば、Ａｕなどによって構成される。
【００６１】
上述した薄膜磁気ヘッドにおいて、フリー層を構成する第１の膜１６１は、Ｆｅ及びＮｉを含み、ＦｅＮｉ中のＮｉが、２５〜４５(at％)の範囲に設定されており、その膜厚が１ｎｍ以下の範囲に設定されている。従って、本発明の作用効果を得ることができる。図示は省略するが、図６に図示した配置に従って、図２に図示したＭＲ素子を用いることもできる。
【００６２】
３．磁気ヘッド装置
図７は本発明に係る磁気ヘッド装置の正面図、図８は図７に示した磁気ヘッド装置の底面図である。図示された磁気ヘッド装置は、図３〜図６に示した薄膜磁気ヘッド４００と、ヘッド支持装置６とを含む。ヘッド支持装置６は、金属薄板でなる支持体６１の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体６２を取付け、この可撓体６２の下面に薄膜磁気ヘッド４００を取付けた構造となっている。
【００６３】
具体的には、可撓体６２は、支持体６１の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部６２１、６２２と、支持体６１から離れた端において外側枠部６２１、６２２を連結する横枠６２３と、横枠６２３の略中央部から外側枠部６２１、６２２に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片６２４とを有する。横枠６２３のある方向とは反対側の一端は、支持体６１の自由端付近に溶接等の手段によって取付けられている。
【００６４】
支持体６１の下面には、例えば半球状の荷重用突起６２５が設けられている。この荷重用突起６２５により、支持体６１の自由端から舌状片６２４へ荷重力が伝えられる。
【００６５】
薄膜磁気ヘッド４００は、舌状片６２４の下面に接着等の手段によって取付けられている。薄膜磁気ヘッド４００は、ピッチ動作及びロール動作が許容されるように支持されている。
【００６６】
本発明に適用可能なヘッド支持装置６は、上記実施例に限定するものではなく、これまで提案され、またはこれから提案されることのあるヘッド支持装置を、広く適用できる。例えば、支持体６１と舌状片６２４とを、タブテープ（ＴＡＢ）等のフレキシブルな高分子系配線板を用いて一体化したもの等を用いることもできる。また、従来より周知のジンバル構造を持つものを自由に用いることができる。
【００６７】
薄膜磁気ヘッド４００は、図１、図２に示したＭＲ素子を有し、図３〜６に示した構造を有しており、従って、図７、図８に示した磁気ヘッド装置は、図１、図２を参照して説明した作用効果を奏する。
【００６８】
４．磁気記録再生装置
図９は、図７、図８に示した磁気ヘッド装置を用いた磁気記録再生装置(磁気ディスク装置）の斜視図である。図示された磁気記録再生装置は、軸７０の回りに回転可能に設けられた磁気ディスク７１と、磁気ディスク７１に対して情報の記録及び再生を行う薄膜磁気ヘッド７２と、薄膜磁気ヘッド７２を磁気ディスク７１のトラック上に位置決めするためのアッセンブリキャリッジ装置７３とを備えている。
【００６９】
アセンブリキャリッジ装置７３は、軸７４を中心にして回動可能なキャリッジ７５と、このキャリッジ７５を回動駆動する例えばボイスコイルモータ(VＣＭ)からなるアクチュエータ７６とから主として構成されている。
【００７０】
キャリッジ７５には、軸７４の方向にスタックされた複数の駆動アーム７７の基部が取り付けられており、各駆動アーム７７の先端部には、薄膜磁気ヘッド７２を搭載したヘッドサスペンションアッセンブリ７８が固着されている。各ヘッドサスペンションアセンブリ７８は、その先端部に有する薄膜磁気ヘッド７２が、各磁気ディスク７１の表面に対して対向するように駆動アーム７７の先端部に設けられている。
【００７１】
駆動アーム７７、ヘッドサスペンションアッセンブリ７８及び薄膜磁気ヘッド７２が、図７、図８を参照して説明した磁気ヘッド装置を構成する。薄膜磁気ヘッド７２は、図１、図２に示したＭＲ素子を有し、図３〜６に示した構造を有しており、従って、図９に示した磁気記録再生装置は、図１、図２、図６を参照して説明した作用効果を奏する。
【００７２】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に係るＭＲ素子の膜構造を示す図である。
【図２】デュアルタイプのＭＲ素子の膜構造を示す図である。
【図３】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面側の平面図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドの正面断面図である。
【図５】図３、図４に示した薄膜磁気ヘッドの素子部分の拡大断面図である。
【図６】図１に示したＭＲ素子を用いた場合の実施例である。
【図７】本発明に係る磁気ヘッド装置の正面図である。
【図８】図７に示した磁気ヘッド装置の底面図である。
【図９】図７、図８に示した磁気ヘッド装置を用いた磁気記録再生装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
１３０            反強磁性膜
１４０            ピンド層
１４１            第１の強磁性膜
１４２            非磁性金属膜
１４３            第２の強磁性膜
１５０            非磁性導電膜
１６０            フリー層
１６１            第１の膜
１６２            第２の膜
１６３            第３の膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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